JP5143508B2 - Resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂組成物及びそれを用いた被覆構造、並びにコーティング剤に関する。 The present invention relates to a resin composition, a coating structure using the same, and a coating agent.
メソポーラスシリカに代表されるメソポーラス金属酸化物粒子は、約2〜50nmのメソ領域の細孔径を持つ規則的な細孔構造を有し、その細孔構造を利用した応用検討が、高選択性触媒、コントロールリリース技術、色素や酵素の固定化或いは安定化等の分野において広く進められている。また、その粒子形状、サイズを制御することによる新機能にも期待が寄せられている。 Mesoporous metal oxide particles typified by mesoporous silica have a regular pore structure having a mesopore diameter of about 2 to 50 nm, and application studies using the pore structure are highly selective catalysts. It is widely promoted in the fields of control release technology, immobilization or stabilization of dyes and enzymes. There are also expectations for new functions by controlling the particle shape and size.
一方、シリカ系化合物を分散させた樹脂組成物は、シリカ系化合物が安価、無害(低毒性)、汎用性という観点からだけでなく、高硬度、低屈折率、低誘電率、高透明性等の特性の観点から、ハードコート膜、反射防止膜、低誘電率材等の用途として広く使用されている。例えば、コロイダルシリカを分散させた樹脂組成物のハードコート膜は樹脂単独のものよりも強度が高いことが知られている。 On the other hand, the resin composition in which the silica compound is dispersed is not only from the viewpoint of the inexpensive, harmless (low toxicity) and versatility of the silica compound, but also high hardness, low refractive index, low dielectric constant, high transparency, etc. From the viewpoint of the above characteristics, it is widely used as a hard coat film, antireflection film, low dielectric constant material and the like. For example, it is known that a hard coat film of a resin composition in which colloidal silica is dispersed has higher strength than that of a resin alone.
特許文献1には、空隙率が30〜90%であり且つ1次粒子平均径が5〜100nmであるメソポーラスシリカ粒子を含有する低屈折率膜形成用塗料により機械的強度、耐擦傷性、透明性に優れた低屈折率膜を得ることができる、と記載されている。 In Patent Document 1, mechanical strength, scratch resistance, and transparency are obtained by a coating material for forming a low refractive index film containing mesoporous silica particles having a porosity of 30 to 90% and an average primary particle diameter of 5 to 100 nm. It is described that a low refractive index film excellent in properties can be obtained.
特許文献2には、 基材、中間層、及び構造体の順に積層された積層体において、中間層に、平均一次粒子径が0.01〜0.2μmであるメソポーラスシリカ粒子を含有させることにより、中間層が密着性や可撓性に優れると共に高耐久性を有することとなる、と記載されている。
本発明の目的は、樹脂組成物の硬度の向上を図ることである。 An object of the present invention is to improve the hardness of a resin composition.
本発明の樹脂組成物は、マトリクス樹脂と、該マトリクス樹脂に分散した中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子と、を含有する。 The resin composition of the present invention contains a matrix resin and mesoporous metal oxide particles having a hollow structure dispersed in the matrix resin.
また、本発明の樹脂組成物は、マトリクス樹脂形成材に中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子を分散させたものを固化させることにより得られるものである。 In addition, the resin composition of the present invention is obtained by solidifying a matrix resin forming material in which mesoporous metal oxide particles having a hollow structure are dispersed.
本発明の被覆構造は、樹脂被膜で被覆されたものであって、
上記樹脂被膜は、マトリクス樹脂と、該マトリクス樹脂に分散した中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子と、を含有する樹脂組成物で形成されている。
The coating structure of the present invention is coated with a resin film,
The resin film is formed of a resin composition containing a matrix resin and mesoporous metal oxide particles having a hollow structure dispersed in the matrix resin.
本発明のコーティング剤は、マトリクス樹脂形成材と、該マトリクス樹脂形成材に分散した中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子と、を含有する。 The coating agent of the present invention contains a matrix resin forming material and mesoporous metal oxide particles having a hollow structure dispersed in the matrix resin forming material.
本発明によれば、中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子を分散して含有していることにより、その硬度の向上を図ることができる。 According to the present invention, the mesoporous metal oxide particles having a hollow structure are dispersed and contained, whereby the hardness can be improved.
以下、実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail.
(樹脂組成物)
本実施形態に係る樹脂組成物は、マトリクス樹脂とそれに分散した中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子とを含有する。
(Resin composition)
The resin composition according to this embodiment contains a matrix resin and mesoporous metal oxide particles having a hollow structure dispersed therein.
この樹脂組成物では、中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子を分散して含有していることにより、その硬度の向上が図られ、また、優れた透明性を得ることができる。特に、高硬度化の観点からは、メソポーラス金属酸化物粒子のメソ細孔内、更には中空部にもマトリクス樹脂が存在していることが好ましい。これは、マトリクス樹脂がメソポーラス金属酸化物粒子のメソ細孔内や中空部に存在することにより、メソポーラス金属酸化物粒子とマトリクス樹脂との結合、相互作用が強固となるため、樹脂組成物の硬度が向上するものであると推察される。なお、そのような構造は、透過型電子顕微鏡(TEM)により直接観察することができる。 In this resin composition, by containing mesoporous metal oxide particles having a hollow structure dispersed therein, the hardness can be improved, and excellent transparency can be obtained. In particular, from the viewpoint of increasing the hardness, it is preferable that the matrix resin is also present in the mesopores of the mesoporous metal oxide particles and further in the hollow portion. This is because the bonding and interaction between the mesoporous metal oxide particles and the matrix resin is strengthened by the presence of the matrix resin in the mesopores and in the hollow portion of the mesoporous metal oxide particles, so that the hardness of the resin composition Is estimated to improve. Such a structure can be directly observed with a transmission electron microscope (TEM).
マトリクス樹脂としては、特に問わないが、加熱によって硬化する熱硬化性樹脂、紫外線等の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられ、これらのうち特に熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂が好ましい。マトリクス樹脂は、単一種の樹脂で構成されていても、また、複数の樹脂の混合物で構成されていてもいずれでもよい。 The matrix resin is not particularly limited, and examples thereof include a thermosetting resin that is cured by heating, a photocurable resin that is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays, and a thermoplastic resin. A curable resin is preferred. The matrix resin may be composed of a single type of resin, or may be composed of a mixture of a plurality of resins.
熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin and the photocurable resin include an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, a urea / melamine resin, a polyurethane resin, a silicone resin, and a diallyl phthalate resin.
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the epoxy resin include glycidyl ether type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, glycidyl amine type epoxy resins, cyclic aliphatic type epoxy resins, novolak type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, And cyclopentadiene type epoxy resin.
不飽和ポリエステル樹脂としては、例えば、オルソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂、イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂、テレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂、脂環式不飽和酸系不飽和ポリエステル樹脂、脂肪式飽和酸系不飽和ポリエステル樹脂、ビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂、含ハロゲン酸系不飽和ポリエステル樹脂、含ハロゲンビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。 Examples of the unsaturated polyester resin include orthophthalic acid unsaturated polyester resin, isophthalic acid unsaturated polyester resin, terephthalic acid unsaturated polyester resin, alicyclic unsaturated acid unsaturated polyester resin, and fatty saturated acid resin. Examples include unsaturated polyester resins, bisphenol-based unsaturated polyester resins, halogen-containing unsaturated polyester resins, and halogen-containing bisphenol-based unsaturated polyester resins.
フェノール樹脂としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of the phenol resin include a resol type phenol resin and a novolac type phenol resin.
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS)樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS)樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂、スチレン系ブロックコポリマー樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、変性ポリフェニレンエーテル(PEE)樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリサルホン樹脂、非晶アリレート樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリエーテルケトン(PEEK)樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリアミドイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、シンジオ系ポリスチレン樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resin, polyvinyl chloride (PVC) resin, vinylidene chloride resin, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS) resin, acrylonitrile / styrene copolymer (AS) resin, polystyrene ( PS) resin, methacrylic resin, polyvinyl alcohol (PVA) resin, styrenic block copolymer resin, polyamide (PA) resin, polyacetal (POM) resin, polycarbonate (PC) resin, modified polyphenylene ether (PEE) resin, thermoplastic polyester resin , Fluorine resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polysulfone resin, amorphous arylate resin, polyetherimide (PEI) resin, polyethersulfone (PES) resin, polyetherketone (PEEK) Fat, liquid crystal polymer resin, polyamideimide resin, thermoplastic polyimide resin, and syndiotactic-based polystyrene resin.
ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、α−オレフィンコポリマー樹脂、ポリブテン−1樹脂、ポリメチルペンテン(PMP)樹脂、環状オレフィン系重合体樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂、EMAA樹脂、アイオノマー等が挙げられる。 Examples of the polyolefin resin include polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, α-olefin copolymer resin, polybutene-1 resin, polymethylpentene (PMP) resin, cyclic olefin polymer resin, and ethylene / vinyl acetate. Polymer (EVA) resin, EMAA resin, ionomer, etc. are mentioned.
ポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン11、ナイロン12等が挙げられる。 Examples of the polyamide resin include nylon 6, nylon 6,6, nylon 11, nylon 12, and the like.
熱可塑性ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリブチレンサクシネート(PBS)樹脂、ポリ乳酸(PLA)樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermoplastic polyester resin include polyethylene terephthalate (PET) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polybutylene succinate (PBS) resin, and polylactic acid (PLA) resin.
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、パーフルオロアルコキシアルカン(PFE)樹脂、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー(PFA)樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)樹脂、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)樹脂、エチレン・クロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)樹脂、テトラフルオロエチレン・パーフルオロジオキソールコポリマー(TFE/PDD)樹脂、ポリフッ化ビニル(PVF)樹脂等が挙げられる。 Fluororesin includes polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, perfluoroalkoxyalkane (PFE) resin, perfluoroethylene propene copolymer (PFA) resin, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) resin, polyvinylidene fluoride (PVdF) Resin, polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) resin, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE) resin, tetrafluoroethylene-perfluorodioxole copolymer (TFE / PDD) resin, polyvinyl fluoride (PVF) resin, etc. Can be mentioned.
マトリクス樹脂の重量平均分子量は、200〜100000であることが好ましく、500〜10000であることがより好ましい。 The weight average molecular weight of the matrix resin is preferably 200 to 100,000, and more preferably 500 to 10,000.
マトリクス樹脂の含有量は、30〜95質量%であることが好ましく、50〜85質量%であることがより好ましい。 The content of the matrix resin is preferably 30 to 95% by mass, and more preferably 50 to 85% by mass.
メソポーラス金属酸化物粒子は、金属酸化物を主成分する外殻部を有すると共に、その粒子内部が中空構造に構成され、そして、外殻部に内外を連通する多数の細孔が放射状に形成された構造を有する。なお、メソポーラス金属酸化物粒子の外殻部及び粒子内部の中空構造は、透過型電子顕微鏡(TEM)により確認することができる。また、外殻部を構成する金属酸化物は、水素原子の一部がフッ素原子に置換されていてもよい炭素数1〜22の炭化水素基やフェニレン基等の有機基を有していてもよい。 The mesoporous metal oxide particles have an outer shell part mainly composed of a metal oxide, the inside of the particle is configured in a hollow structure, and a large number of pores communicating with the inner and outer sides are radially formed in the outer shell part. Has a structure. The outer shell of the mesoporous metal oxide particles and the hollow structure inside the particles can be confirmed by a transmission electron microscope (TEM). Further, the metal oxide constituting the outer shell part may have an organic group such as a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms or a phenylene group in which a part of hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms. Good.
かかる中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子としては、例えば、メソポーラスシリカ粒子、メソポーラスチタン酸化物粒子、メソポーラスニオブ酸化物粒子等が挙げられる。また、メソポーラス金属酸化物粒子は、2種以上の金属酸化物の混合物で構成されていてもよい。これらのうちメソポーラスシリカ粒子が好ましいが、用途に応じて、シリカ骨格内にAl、Ti、Nb、P、V、Fe、Co、Mo、Ni、Cu、Zn、Gaなど他の金属元素を含有しているものであってもよい。 Examples of the mesoporous metal oxide particles having such a hollow structure include mesoporous silica particles, mesoporous titanium oxide particles, and mesoporous niobium oxide particles. The mesoporous metal oxide particles may be composed of a mixture of two or more metal oxides. Among these, mesoporous silica particles are preferable, but other metal elements such as Al, Ti, Nb, P, V, Fe, Co, Mo, Ni, Cu, Zn, and Ga are contained in the silica skeleton depending on applications. It may be.
メソポーラス金属酸化物粒子の平均細孔径は、1〜10nmであることが好ましく、1.3〜5.0nmであることがより好ましく、1.5〜2.5nmが更に好ましい。メソポーラス金属酸化物粒子は、全体のうち平均細孔径の±30%以内の粒子径を有するものが70%以上であることが好ましく、75%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。この平均細孔径及びその分布は、窒素吸着測定で得られる窒素吸着等温線からBJH法により求めることができる。 The average pore diameter of the mesoporous metal oxide particles is preferably 1 to 10 nm, more preferably 1.3 to 5.0 nm, and further preferably 1.5 to 2.5 nm. The mesoporous metal oxide particles having a particle diameter within ± 30% of the average pore diameter in the whole is preferably 70% or more, more preferably 75% or more, and 80% or more. Is more preferable. The average pore diameter and its distribution can be determined by the BJH method from the nitrogen adsorption isotherm obtained by nitrogen adsorption measurement.
メソポーラス金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、20〜2000nmであることが好ましく、50〜1000nmであることがより好ましく、300〜800nmが更に好ましい。メソポーラス金属酸化物粒子は、全体のうち平均一次粒子径の±30%以内の粒子径を有するものが80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましく、95%以上であることが特に好ましい。この平均一次粒子径及びその分布は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた観察写真において、20〜30個の粒子が含まれる5視野中の全粒子の粒子径を測定することにより求めることができる。 The average primary particle diameter of the mesoporous metal oxide particles is preferably 20 to 2000 nm, more preferably 50 to 1000 nm, and still more preferably 300 to 800 nm. The mesoporous metal oxide particles having a particle diameter within ± 30% of the average primary particle diameter of the whole is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and 90% or more. More preferably, it is 95% or more. The average primary particle size and the distribution thereof can be obtained by measuring the particle size of all particles in 5 fields including 20 to 30 particles in an observation photograph using a transmission electron microscope (TEM). it can.
メソポーラス金属酸化物粒子の平均中空部径は、10〜1000nmであることが好ましく、50〜800nmであることがより好ましく、200〜500nmが更に好ましい。この平均中空部径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた観察写真において、20〜30個の粒子が含まれる5視野中の全粒子の中空部径を測定することにより求めることができる。 The average hollow part diameter of the mesoporous metal oxide particles is preferably 10 to 1000 nm, more preferably 50 to 800 nm, and still more preferably 200 to 500 nm. This average hollow part diameter can be calculated | required by measuring the hollow part diameter of all the particles in five visual fields in which 20-30 particles are contained in the observation photograph using a transmission electron microscope (TEM).
メソポーラス金属酸化物粒子の平均外殻部厚みは、30〜700nmであることが好ましく、50〜500nmであることがより好ましく、70〜400nmであることがさらに好ましい。この平均外殻部厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた観察写真において、20〜30個の粒子が含まれる5視野中の全粒子の外殻部厚みを測定することにより求めることができる。 The average outer shell thickness of the mesoporous metal oxide particles is preferably 30 to 700 nm, more preferably 50 to 500 nm, and even more preferably 70 to 400 nm. This average outer shell thickness can be obtained by measuring the outer shell thickness of all particles in five fields of view containing 20 to 30 particles in an observation photograph using a transmission electron microscope (TEM). it can.
平均外殻部厚みの平均一次粒子径に対する比(平均外殻部厚み/平均一次粒子径)は、0.01〜0.6であることが好ましく、0.05〜0.5であることがより好ましく、0.1〜0.4であることがさらに好ましい。 The ratio of the average outer shell thickness to the average primary particle diameter (average outer shell thickness / average primary particle diameter) is preferably 0.01 to 0.6, and preferably 0.05 to 0.5. More preferred is 0.1 to 0.4.
メソポーラス金属酸化物粒子の平均凝集粒子径は、0.1〜10μmであることが好ましく、0.2〜1.0μmであることがより好ましい。この平均凝集粒子径は、レーザー散乱粒度分布計を用いて測定された体積基準換算のメジアン径である。 The average aggregate particle diameter of the mesoporous metal oxide particles is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.2 to 1.0 μm. This average agglomerated particle diameter is a median diameter in terms of volume measured using a laser scattering particle size distribution meter.
メソポーラス金属酸化物粒子のBET比表面積は、900〜1500m2/gであることが好ましく、1000〜1300m2/gであることがより好ましい。このBET比表面積は、比表面積・細孔分布測定装置を用い、多点法でBET比表面積を測定することにより求めることができる。
メソポーラス金属酸化物粒子の含有量は、10〜50質量%であることが好ましく、15〜40質量%であることがより好ましい。
BET specific surface area of the mesoporous metal oxide particles is preferably 900~1500m 2 / g, more preferably 1000~1300m 2 / g. The BET specific surface area can be determined by measuring the BET specific surface area by a multipoint method using a specific surface area / pore distribution measuring apparatus.
The content of the mesoporous metal oxide particles is preferably 10 to 50% by mass, and more preferably 15 to 40% by mass.
メソポーラス金属酸化物粒子には、粒子内部の中空部分に、炭化水素化合物、エステル化合物、炭素数6〜22の脂肪酸、炭素数6〜22のアルコール、シリコーンオイルなどの油剤、香料成分、農薬用基材、医薬用基材等の機能性材料やカチオン性ポリマー、ノニオン性ポリマー、両性ポリマー等のポリマーが含まれていてもよい。 The mesoporous metal oxide particles include a hydrocarbon compound, an ester compound, a fatty acid having 6 to 22 carbon atoms, an alcohol having 6 to 22 carbon atoms, an oil agent such as silicone oil, a fragrance component, and an agrochemical group in a hollow portion inside the particle. Functional materials such as materials and pharmaceutical substrates, and polymers such as cationic polymers, nonionic polymers, and amphoteric polymers may be included.
本実施形態に係る樹脂組成物は、その他に、酸化防止剤、光安定剤、耐電防止剤、核剤、難燃剤、可塑剤、安定化剤、着色剤(顔料、染料)抗菌剤、界面活性剤、高屈折率化合物、カップリング剤、離型剤等を含有していてもよい。また、本実施形態に係る樹脂組成物は、中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子とともに中空構造を持たないメソポーラス金属酸化物粒子をも含有していてもよいが、性能発現の観点から中空構造を持たないメソポーラス金属酸化物粒子を含まないことが好ましい。 In addition to this, the resin composition according to this embodiment includes an antioxidant, a light stabilizer, an antistatic agent, a nucleating agent, a flame retardant, a plasticizer, a stabilizer, a colorant (pigment, dye), an antibacterial agent, and a surface activity. An agent, a high refractive index compound, a coupling agent, a release agent and the like may be contained. In addition, the resin composition according to the present embodiment may contain mesoporous metal oxide particles having no hollow structure together with mesoporous metal oxide particles having a hollow structure. It is preferable not to include mesoporous metal oxide particles that do not have.
以上のメソポーラス金属酸化物粒子の製造方法としては、例えば、以下の第1及び第2の方法が挙げられる。 As a manufacturing method of the above mesoporous metal oxide particle, the following 1st and 2nd methods are mentioned, for example.
第1の方法では、(a)下記一般式(1)及び(2)で表される第四級アンモニウム塩から選ばれる1種以上を例えば0.1〜100ミリモル/Lと、加水分解可能で且つ加水分解速度の異なる2種以上の金属酸化物源を例えば0.1〜100ミリモル/Lと、を含有する水溶液を調製する。
[R1(CH3)3N]+X− (1)
[R1R2(CH3)2N]+X− (2)
(式中、R1及びR2のそれぞれは炭素数4〜22の直鎖状又は分岐状アルキル基を示し、Xは1価陰イオンを示す。)
なお、上記一般式(1)で表されるアルキルトリメチルアンモニウム塩としては、例えば、ブチルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキシルトリメチルアンモニウムクロリド、オクチルトリメチルアンモニウムクロリド等が、また、上記一般式(2)で表されるジアルキルジメチルアンモニウム塩としては、例えば、ジブチルジメチルアンモニウムクロリド、ジヘキシルジメチルアンモニウムクロリド、ジオクチルジメチルアンモニウムクロリド等がそれぞれ挙げられる。
In the first method, (a) one or more selected from quaternary ammonium salts represented by the following general formulas (1) and (2) can be hydrolyzed, for example, at 0.1 to 100 mmol / L. An aqueous solution containing two or more metal oxide sources having different hydrolysis rates, for example, 0.1 to 100 mmol / L is prepared.
[R 1 (CH 3 ) 3 N] + X − (1)
[R 1 R 2 (CH 3 ) 2 N] + X − (2)
(In the formula, each of R 1 and R 2 represents a linear or branched alkyl group having 4 to 22 carbon atoms, and X represents a monovalent anion.)
Examples of the alkyltrimethylammonium salt represented by the general formula (1) include butyltrimethylammonium chloride, hexyltrimethylammonium chloride, octyltrimethylammonium chloride, and the like, and also represented by the general formula (2). Examples of the dialkyldimethylammonium salt include dibutyldimethylammonium chloride, dihexyldimethylammonium chloride, dioctyldimethylammonium chloride, and the like.
次いで、上記水溶液を例えば10〜100℃の温度に調温して撹拌する。これにより、メソポーラス金属酸化物粒子が析出し、メソポーラス金属酸化物粒子が分散した分散液が得られる。このようなメソポーラス金属酸化物粒子は、加水分解速度の遅い金属酸化物源が油滴となって、内部まで水が入らずに加水分解反応が妨げられる一方、加水分解速度の速い金属酸化物源がその油滴表面で(a)成分を取り込んだ状態で重合反応が進行し、その後、加水分解の遅い金属酸化物源も徐々に加水分解して脱水縮合反応が進行し、これらによって外殻部が形成されると共に、粒子内部に加水分解で生じたアルコールや脱水縮合反応より排出された水が充填されて析出するものであると考えられる。 Next, the temperature of the aqueous solution is adjusted to, for example, 10 to 100 ° C. and stirred. Thereby, mesoporous metal oxide particles are precipitated, and a dispersion liquid in which mesoporous metal oxide particles are dispersed is obtained. In such mesoporous metal oxide particles, the metal oxide source having a low hydrolysis rate becomes oil droplets, and water does not enter the inside, preventing the hydrolysis reaction. The polymerization reaction proceeds with the component (a) incorporated on the surface of the oil droplets, and then the slowly hydrolyzed metal oxide source is gradually hydrolyzed and the dehydration condensation reaction proceeds. It is considered that alcohol formed by hydrolysis and water discharged from the dehydration condensation reaction are filled and deposited inside the particles.
そして、上記分散液から分散媒から分離した後のメソポーラス金属酸化物粒子を電気炉等により例えば350〜800℃で例えば1〜10時間程度焼成する。これにより、粒子内部に充填されたアルコールや水が揮散するために中空構造を有するメソポーラス金属酸化物粒子が得られる。 Then, the mesoporous metal oxide particles separated from the dispersion medium from the dispersion liquid are fired in an electric furnace or the like at, for example, 350 to 800 ° C. for about 1 to 10 hours. As a result, mesoporous metal oxide particles having a hollow structure are obtained because alcohol and water filled in the particles are volatilized.
なお、中空メソポーラスシリカ粒子を調製するために、加水分解可能で且つ加水分解速度の異なる2種以上の金属酸化物源としてアルコキシシラン化合物を用いる場合、加水分解速度は、アルコキシ基の炭素数やケイ素原子に結合したアルキル基の炭素数の違い、又は、複数のケイ素原子がアルキレンなどの有機結合によって複数のシラン化合物が結合されている複量体の結合の程度によって違えることができる。例えば次の化合物を挙げることができる。 In order to prepare hollow mesoporous silica particles, when an alkoxysilane compound is used as two or more kinds of metal oxide sources that can be hydrolyzed and have different hydrolysis rates, the hydrolysis rate depends on the number of carbon atoms of the alkoxy group and silicon. It can be varied depending on the difference in the number of carbon atoms of the alkyl group bonded to the atom or the degree of bonding of a multimer in which a plurality of silicon atoms are bonded to each other by an organic bond such as alkylene. For example, the following compounds can be mentioned.
加水分解速度の速いシリカ源としては、例えば、アルコキシ基の炭素数が1〜3であるテトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等)から選ばれる1種以上が挙げられる。 Examples of the silica source having a high hydrolysis rate include one or more selected from tetraalkoxysilanes (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, etc.) having 1 to 3 carbon atoms in the alkoxy group.
また、加水分解速度の遅いシリカ源としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ビストリエトキシシリルメタン、ビストリエトキシシリルエタン等から選ばれる1種以上が挙げられる。 The silica source having a slow hydrolysis rate is selected from, for example, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, bistriethoxysilylmethane, bistriethoxysilylethane, and the like. 1 type or more is mentioned.
第2の方法では、第1の方法における(a)成分を例えば0.1〜100ミリモル/Lと、(b)加水分解可能な金属酸化物源を例えば0.1〜100ミリモル/Lと、(c)疎水性有機化合物を例えば0.1〜100ミリモル/L、或いは、ポリマーを例えば0.01〜10質量%と、を含有する水溶液を調製する。 In the second method, the component (a) in the first method is, for example, 0.1 to 100 mmol / L, and (b) the hydrolyzable metal oxide source is, for example, 0.1 to 100 mmol / L. (C) An aqueous solution containing, for example, 0.1 to 100 mmol / L of a hydrophobic organic compound or 0.01 to 10% by mass of a polymer is prepared.
次いで、上記水溶液を例えば10〜100℃の温度に調温して撹拌する。これにより、メソポーラス金属酸化物粒子が析出し、メソポーラス金属酸化物粒子が分散した分散液が得られる。このようにメソポーラス金属酸化物粒子が析出するのは、疎水性有機化合物或いはポリマーが油滴となり、金属酸化物源がその油滴表面で(a)成分を取り込んだ状態で重合反応が進行し、これによって外殻部が形成されるものと考えられる。 Next, the temperature of the aqueous solution is adjusted to, for example, 10 to 100 ° C. and stirred. Thereby, mesoporous metal oxide particles are precipitated, and a dispersion liquid in which mesoporous metal oxide particles are dispersed is obtained. Thus, the mesoporous metal oxide particles are precipitated because the hydrophobic organic compound or polymer becomes oil droplets, and the polymerization reaction proceeds in a state where the metal oxide source incorporates the component (a) on the surface of the oil droplets, This is considered to form an outer shell.
そして、上記分散液から、ろ過法、遠心分離法等の分離方法により、メソポーラス金属酸化物粒子を分離し、水等により洗浄して乾燥させる。これにより、粒子内部の中空部分に、疎水性有機化合物或いはポリマーを含んだメソポーラス金属酸化物粒子が得られる。 Then, the mesoporous metal oxide particles are separated from the dispersion by a separation method such as a filtration method or a centrifugal separation method, washed with water or the like, and dried. Thereby, mesoporous metal oxide particles containing a hydrophobic organic compound or polymer in the hollow portion inside the particles can be obtained.
また、上記分散液から分散媒から分離した後のメソポーラス金属酸化物粒子を電気炉等により例えば350〜800℃で例えば1〜10時間程度焼成すれば、粒子内部の疎水性有機化合物或いはポリマーが揮散することにより中空構造有するメソポーラス金属酸化物粒子が得られる。 In addition, if the mesoporous metal oxide particles separated from the dispersion medium from the dispersion liquid are baked, for example, at 350 to 800 ° C. for about 1 to 10 hours using an electric furnace or the like, the hydrophobic organic compound or polymer inside the particles is volatilized. By doing so, mesoporous metal oxide particles having a hollow structure can be obtained.
上記の第2の方法の疎水性有機化合物は、水に対する溶解性が低く、水と分相を形成する化合物を意味する。好ましくは、後述する第四級アンモニウム塩の存在下で分散可能な化合物である。このような疎水性有機化合物としては、LogPOWが1以上、好ましくは2〜25の化合物が挙げられる。ここで、LogPとは、化学物質の1−オクタノール/水分配係数であり、logKOW法により計算で求められた値をいう。具体的には、化合物の化学構造を、その構成要素に分解し、各フラグメントの有する疎水性フラグメント定数を積算して求められる(Meylan, W.M. and P.H. Howard. 1995. Atom/fragment contribution method for estimating octanol-water partition coefficients. J. Pharm. Sci. 84: 83-92参照)。かかる疎水性有機化合物としては、例えば、炭化水素化合物、エステル化合物、炭素数6〜22の脂肪酸、炭素数6〜22のアルコール及びシリコーンオイルなどの油剤や、香料成分、農薬用基材、医薬用基材等の機能性材料を挙げることができる。 The hydrophobic organic compound of the second method means a compound that has low solubility in water and forms a phase separation with water. Preferably, the compound is dispersible in the presence of a quaternary ammonium salt described later. Examples of such a hydrophobic organic compound include compounds having a LogP OW of 1 or more, preferably 2 to 25. Here, LogP is a 1-octanol / water partition coefficient of a chemical substance, and refers to a value obtained by calculation by the log K OW method. Specifically, the chemical structure of a compound is decomposed into its constituents, and the hydrophobic fragment constants of each fragment are integrated (Meylan, WM and PH Howard. 1995. Atom / fragment contribution method for a reference octanol -water partition coefficients. See J. Pharm. Sci. 84: 83-92). Such hydrophobic organic compounds include, for example, hydrocarbon compounds, ester compounds, oils such as fatty acids having 6 to 22 carbon atoms, alcohols having 6 to 22 carbon atoms and silicone oils, perfume ingredients, base materials for agricultural chemicals, and pharmaceuticals. A functional material such as a base material can be given.
また、ポリマーとしては、カチオン性ポリマー、ノニオン性ポリマー及び両性ポリマーから選ばれる1種以上のポリマーであり、エチレン性不飽和モノマーを乳化重合してなるポリマー粒子が好ましい。また実質的に水不溶性のポリマーが用いられる。 Moreover, as a polymer, it is 1 or more types of polymers chosen from a cationic polymer, a nonionic polymer, and an amphoteric polymer, The polymer particle formed by emulsion-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer is preferable. A substantially water-insoluble polymer is used.
第2の方法で金属酸化物粒子として中空メソポーラスシリカを調製する場合、金属酸化物源であるシリカ源としてシラン化合物を用いることが製造上作りやすく、具体的なシラン化合物として、例えば炭素数1〜4のテトラアルコキシシランを用いることができる。 When preparing hollow mesoporous silica as metal oxide particles by the second method, it is easy to make a silane compound as a silica source that is a metal oxide source in production. 4 tetraalkoxysilanes can be used.
次に、本実施形態に係る樹脂組成物の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the resin composition which concerns on this embodiment is demonstrated.
本実施形態に係る樹脂組成物は、マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂の場合、硬化前の液状の樹脂材料をマトリクス樹脂形成材とし、それに中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子を分散させた後、マトリクス樹脂形成材を硬化させて固化させる方法が挙げられる。 In the resin composition according to this embodiment, when the matrix resin is a thermosetting resin or a photocurable resin, a liquid resin material before curing is used as a matrix resin forming material, and mesoporous metal oxide particles having a hollow structure are used as the matrix resin. An example is a method in which after the dispersion, the matrix resin forming material is cured and solidified.
マトリクス樹脂が熱可塑性樹脂の場合、(1)マトリクス樹脂材料を加熱により流動性を有する状態(液状という場合もある)にしたものをマトリクス樹脂形成材とし、それに中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子を分散させた後に冷却して固化させる方法、(2)マトリクス樹脂材料を揮発性溶媒に溶解させたものをマトリクス樹脂形成材とし、それに中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子を分散させた後に溶媒を揮発させて固化させる方法、(3)流動性のあるモノマー或いは中間重合物をマトリクス樹脂形成材とし、それに中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子を分散させた後に重合を開始して固化させる方法、(4)重合中であってまだ固化前の流動性のあるものをマトリクス樹脂形成材とし、それに中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子を分散させ、重合を完了させて固化させる方法が挙げられる。 When the matrix resin is a thermoplastic resin, (1) a mesoporous metal oxide particle having a hollow structure on a matrix resin forming material obtained by heating the matrix resin material to a fluid state (sometimes referred to as liquid) (2) The matrix resin material dissolved in a volatile solvent is used as a matrix resin forming material, and the mesoporous metal oxide particles having a hollow structure are dispersed in the solvent. (3) A method in which a monomer or intermediate polymer having fluidity is used as a matrix resin forming material, and mesoporous metal oxide particles having a hollow structure are dispersed therein and then polymerization is started and solidified. (4) A matrix resin-forming material is used which is fluidized before polymerization and is still solidified, and has a hollow structure. One mesoporous metal oxide particles are dispersed, a method of solidifying the like to complete the polymerization.
なお、本出願において「マトリクス樹脂形成材」とは、一定の条件の下で固化してマトリクス樹脂を形成する流動性を有する材料を意味し、例えば、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂の硬化前の液状の樹脂材料、熱可塑性樹脂材料を加熱により流動性を有する状態にしたもの、熱可塑性樹脂材料を揮発性溶媒に溶解させたもの、熱可塑性樹脂の重合前物質或いは重合途中物質等が含まれる。 In the present application, the “matrix resin forming material” means a fluid material that solidifies under a certain condition to form a matrix resin, for example, curing of a thermosetting resin or a photocurable resin. The previous liquid resin material, the thermoplastic resin material that has been made fluid by heating, the thermoplastic resin material dissolved in a volatile solvent, the thermoplastic resin pre-polymerization substance or the polymerization intermediate substance, etc. included.
上記の樹脂組成物の製造方法によれば、マトリクス樹脂が少なくとも一部の中空メソポーラス金属酸化物粒子の中空部に進入した状態となって高硬度化するものと推測される。中空メソポーラス金属酸化物粒子の中空部へのマトリクス樹脂の進入が容易となるという観点からは、マトリクス樹脂形成材が反応を伴って固化することが好ましく、従って、樹脂組成物の製造方法としては、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂の硬化前の液状の樹脂材料でマトリクス樹脂形成材を構成する方法、及び、熱可塑性樹脂の重合前物質或いは重合途中物質でマトリクス樹脂形成材を構成する方法が好ましい。 According to the above method for producing a resin composition, it is presumed that the matrix resin enters a hollow portion of at least a part of the hollow mesoporous metal oxide particles to increase the hardness. From the viewpoint of facilitating the entry of the matrix resin into the hollow part of the hollow mesoporous metal oxide particles, it is preferable that the matrix resin forming material solidifies with a reaction. Therefore, as a method for producing a resin composition, A method of forming a matrix resin forming material with a liquid resin material before curing of a thermosetting resin or a photocurable resin, and a method of forming a matrix resin forming material with a pre-polymerization material or a polymerization intermediate material of a thermoplastic resin. preferable.
また、その他に、上記の中空メソポーラス金属酸化物粒子の第2の調製方法において、マトリクス樹脂形成材を油滴として、その油滴表面で第4級アンモニウム塩を取り込んだ状態で金属酸化物源を重合させ、マトリクス樹脂形成材を中空部に含有するメソポーラス金属酸化物粒子を得、焼成することなく、マトリクス樹脂形成材を既に内包した該金属酸化物粒子とマトリックス樹脂形成材とを、混合し固化させることにより樹脂組成物を製造してもよい。 In addition, in the second method for preparing the hollow mesoporous metal oxide particles, the matrix resin-forming material is used as oil droplets, and the metal oxide source is taken in a state in which the quaternary ammonium salt is incorporated on the surface of the oil droplets. Polymerization is performed to obtain mesoporous metal oxide particles containing the matrix resin forming material in the hollow portion, and the metal oxide particles already containing the matrix resin forming material and the matrix resin forming material are mixed and solidified without firing. You may manufacture a resin composition by making it.
樹脂組成物を特定形態に形成する場合や樹脂組成物を被覆用途に使用する場合は、流動性ないし可撓性を有する状態で成形加工等することが好ましい。 When the resin composition is formed into a specific form or when the resin composition is used for coating, it is preferable to perform molding or the like in a state having fluidity or flexibility.
この樹脂組成物を用いれば、当該樹脂組成物で形成された樹脂被膜で被覆された被覆構造を構成することができる。被覆構造は、その用途に依存し、単層でも多層構造でもよく、また、基材の無い自立膜でもよいが、被覆構造の構造安定性の観点から、基材を持つ被覆構造が好ましい。基材の形態もその用途に依存し、基板、ベースフィルム、粒子、繊維などいずれの形態でもよいが、汎用性の観点から、基板、ベースフィルムが好ましい。また基材の材質もその用途に依存し、ガラス、アルミナ、金属、グラファイト、樹脂などいずれの材質でもよいが、汎用性の観点から、ガラス、金属、樹脂が好ましい。 If this resin composition is used, the coating structure coat | covered with the resin film formed with the said resin composition can be comprised. Depending on the application, the coating structure may be a single layer or a multilayer structure, and may be a self-supporting film without a substrate. However, from the viewpoint of the structural stability of the coating structure, a coating structure having a substrate is preferable. The form of the substrate also depends on the application and may be any form such as a substrate, a base film, particles, and fibers, but from the viewpoint of versatility, the substrate and the base film are preferable. Further, the material of the base material depends on its use and may be any material such as glass, alumina, metal, graphite, and resin, but glass, metal, and resin are preferable from the viewpoint of versatility.
かかる樹脂皮膜で被覆された被覆構造は、汎用性の観点から透明であることが好ましく、例えば、実施例記載の方法で求めたヘイズ値が30%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、10%以下が更に好ましい。また、基材の種類、材質や用途などにも依存するが、かかる樹脂皮膜で被覆された被覆構造は、高硬度であることが好ましく、例えば、実施例記載の方法で求めた鉛筆硬度が4H以上が好ましく、6H以上がより好ましい。 The coating structure coated with such a resin film is preferably transparent from the viewpoint of versatility. For example, the haze value obtained by the method described in the examples is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and more preferably 10%. % Or less is more preferable. Further, although depending on the type, material and application of the substrate, the coating structure coated with such a resin film preferably has a high hardness. For example, the pencil hardness obtained by the method described in the examples is 4H. The above is preferable, and 6H or more is more preferable.
かかる樹脂被膜で被覆された被覆構造は、樹脂被膜に高硬度が要求される用途に適用することができる。また、それに加えて、例えば、メソポーラス金属酸化物がメソポーラスシリカの場合、低屈折率、低誘電率や低熱膨張率が要求される用途等に適用することができる。かかる樹脂被膜で被覆された被覆構造として、具体的には、例えば、被塗装表面の塗装被膜をこの樹脂被膜で構成した構造、レンズ表面のハードコート膜や反射防止膜をこの樹脂被膜で構成した構造、電子部品材料の層間絶縁膜や封止材をこの樹脂被膜で構成した構造等が挙げられる。 The coating structure coated with such a resin film can be applied to applications where high hardness is required for the resin film. In addition, for example, when the mesoporous metal oxide is mesoporous silica, it can be applied to applications that require a low refractive index, a low dielectric constant, and a low thermal expansion coefficient. Specifically, as a coating structure coated with such a resin film, for example, a structure in which a coating film on a surface to be coated is configured with this resin film, a hard coat film or an antireflection film on a lens surface is configured with this resin film. Examples include a structure, an interlayer insulating film of an electronic component material, and a structure in which a sealing material is formed of this resin film.
そして、上記のような被覆構造を形成するには、液状のマトリクス樹脂形成材と、それに分散した中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子と、を含有するコーティング剤を用いればよい。具体的には、被覆表面に当該コーティング剤を塗布し、乾燥乃至加熱、光照射すればよい。当該コーティング剤の塗布は、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレー法、グラビアコート法等、常法に従い行うことができる。また、乾燥乃至加熱の温度は、被覆構造の組成、材質や用途にも依存するが、生産性、生産容易性の観点から室温〜300℃が好ましく、50℃〜200℃がより好ましく、70℃〜130℃が更に好ましい。 In order to form the coating structure as described above, a coating agent containing a liquid matrix resin forming material and mesoporous metal oxide particles having a hollow structure dispersed therein may be used. Specifically, the coating agent may be applied to the coated surface, dried or heated, and irradiated with light. The coating agent can be applied according to a conventional method such as a spin coating method, a dip coating method, a bar coating method, a spray method, or a gravure coating method. Moreover, although the temperature of drying thru | or heating is dependent also on a composition of a coating structure, a material, and a use, from a viewpoint of productivity and ease of production, room temperature-300 degreeC is preferable, 50 degreeC-200 degreeC is more preferable, 70 degreeC More preferably, -130 ° C.
当該コーティング剤に含まれる中空構造を持つメソポーラス金属酸化物の濃度は、塗布容易性や得られる被覆構造の性能の観点から、0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜40質量%がより好ましく、0.7〜30質量%が更に好ましい。また、当該コーティング剤には溶媒(分散媒)が含まれていてもよく、樹脂の種類などにも依存するが、アルコール溶媒が好ましい。 The concentration of the mesoporous metal oxide having a hollow structure contained in the coating agent is preferably 0.1 to 50% by mass, and 0.5 to 40% by mass from the viewpoint of easy coating and performance of the obtained coating structure. More preferably, 0.7-30 mass% is still more preferable. In addition, the coating agent may contain a solvent (dispersion medium), and an alcohol solvent is preferable although it depends on the type of resin.
当該コーティング剤を製造するには、液状のマトリクス樹脂形成材と中空構造を持つメソポーラス金属酸化物粒子とを磁気攪拌、ブレード攪拌、ホモミキサーなどの常法に従い、均一に混合すればよい。得られる樹脂組成物の性能発現の観点から、メソポーラス金属酸化物のメソ細孔や中空部までマトリクス樹脂形成材を浸入させることが好ましく、従って、混合時間は0.5時間以上が好ましく、1時間以上がより好ましい。また、脱気処理などにより、メソポーラス金属酸化物のメソ細孔や中空部へのマトリクス樹脂形成材が浸入を促進させてもよい。 In order to produce the coating agent, the liquid matrix resin forming material and the mesoporous metal oxide particles having a hollow structure may be mixed uniformly according to a conventional method such as magnetic stirring, blade stirring, or homomixer. From the viewpoint of expressing the performance of the resulting resin composition, it is preferable to allow the matrix resin-forming material to penetrate into the mesopores and hollow portions of the mesoporous metal oxide. Therefore, the mixing time is preferably 0.5 hours or more, and 1 hour. The above is more preferable. Further, penetration of the matrix resin forming material into the mesopores and hollow portions of the mesoporous metal oxide may be promoted by deaeration treatment or the like.
コーティング剤は、その他に、酸化防止剤、光安定剤、耐電防止剤、核剤、難燃剤、可塑剤、安定化剤、着色剤(顔料、染料)、抗菌剤、界面活性剤、高屈折率化合物、カップリング剤、離型剤等を含有していてもよい。 Other coating agents include antioxidants, light stabilizers, antistatic agents, nucleating agents, flame retardants, plasticizers, stabilizers, colorants (pigments, dyes), antibacterial agents, surfactants, and high refractive index. You may contain a compound, a coupling agent, a mold release agent, etc.
(各種測定等の方法)
本実施例における各種測定等の方法は以下の通りである。
(Methods such as various measurements)
Various measurement methods and the like in this example are as follows.
<粉末X線回折(XRD)パターンの測定>
粉末X線回折装置(理学電機工業社製 商品名:RINT2500VPC)を用い、X線源:Cu-kα、管電圧:40mA、管電流:40kV、サンプリング幅:0.02°、発散スリット:1/2°、発散スリット縦:1.2mm、散乱スリット:1/2°、及び受光スリット:0.15mmの条件で粉末X線回折測定を行った。走査範囲を回折角(2θ)1〜20°、走査速度を4.0°/分とした連続スキャン法を採用した。なお、測定は、粉砕した試料をアルミニウム板に詰めて行った。
<Measurement of powder X-ray diffraction (XRD) pattern>
Using a powder X-ray diffractometer (trade name: RINT2500VPC manufactured by Rigaku Corporation), X-ray source: Cu-kα, tube voltage: 40 mA, tube current: 40 kV, sampling width: 0.02 °, divergence slit: 1 / Powder X-ray diffraction measurement was performed under the conditions of 2 °, divergent slit length: 1.2 mm, scattering slit: 1/2 °, and light receiving slit: 0.15 mm. A continuous scanning method with a scanning range of diffraction angle (2θ) of 1 to 20 ° and a scanning speed of 4.0 ° / min was employed. The measurement was performed by packing the pulverized sample in an aluminum plate.
<平均一次粒子径、平均中空部径、及び平均外殻部厚みの測定>
透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子社製 商品名:JEM−2100)を用い、加速電圧160kVで粒子の観察を行った。20〜30個の粒子が含まれる5視野中の全粒子の直径、中空部径、及び外殻部厚みを写真上で実測し、平均一次粒子径、平均中空部径、及び平均外殻部厚みを求めた。なお、観察は、高分解能用カーボン支持膜付きCuメッシュ(応研商事社製 200−Aメッシュ)に付着させた試料から余分なものをブローで除去したものを用いて行った。
<Measurement of average primary particle diameter, average hollow part diameter, and average outer shell part thickness>
Using a transmission electron microscope (TEM) (trade name: JEM-2100, manufactured by JEOL Ltd.), particles were observed at an acceleration voltage of 160 kV. The diameter, hollow diameter, and outer shell thickness of all particles in five fields of view containing 20-30 particles were measured on a photograph, and the average primary particle diameter, average hollow diameter, and average outer shell thickness were measured. Asked. In addition, observation was performed using what removed the excess thing by the blow from the sample adhering to Cu mesh (200-A mesh by Oken Corporation) with a carbon support film for high resolution.
<粒子形状の観察>
電解放射型高分解能走査型電子顕微鏡(日立製作所社製 商品名:FE−SEM S−4000)を用いて粒子形状の観察を行った。
<Observation of particle shape>
The particle shape was observed using an electrolytic emission type high resolution scanning electron microscope (trade name: FE-SEM S-4000, manufactured by Hitachi, Ltd.).
<BET比表面積及び平均細孔径の測定>
比表面積・細孔分布測定装置(島津製作所社製 商品名:ASAP2020)を用い、液体窒素を用いた多点法でBET比表面積を測定し、パラメータCが正になる範囲で値を導出した。BET比表面積の導出にはBJH法を採用し、そのピークトップを平均細孔径とした。試料には、250℃の温度条件で5時間の前処理を施した。
<Measurement of BET specific surface area and average pore diameter>
Using a specific surface area / pore distribution measuring device (trade name: ASAP2020 manufactured by Shimadzu Corporation), the BET specific surface area was measured by a multipoint method using liquid nitrogen, and a value was derived within a range where parameter C was positive. The BJH method was adopted for deriving the BET specific surface area, and the peak top was defined as the average pore diameter. The sample was pretreated for 5 hours at a temperature of 250 ° C.
<平均凝集粒子径の測定>
レーザー散乱粒度分布計(堀場製作所社製 商品名:LA−920)を用い、相対屈折率1.06、超音波強度7、超音波照射時間1分、循環速度4、分散媒をエタノールとした条件で室温にて測定し、体積基準換算のメジアン径を平均凝集粒子径とした。
<Measurement of average agglomerated particle size>
Conditions using a laser scattering particle size distribution meter (trade name: LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.), a relative refractive index of 1.06, an ultrasonic intensity of 7, an ultrasonic irradiation time of 1 minute, a circulation speed of 4, and a dispersion medium of ethanol. Measured at room temperature, and the median diameter in terms of volume was defined as the average aggregated particle diameter.
(メソポーラスシリカの作製)
<中空メソポーラスシリカ>
2L−セパラフルフラスコに、イオン交換水600部と、メタクリル酸メチル99.5部と、塩化メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム0.5部と、を入れ、内温70℃まで昇温させた。
(Preparation of mesoporous silica)
<Hollow mesoporous silica>
In a 2 L-separafull flask, 600 parts of ion-exchanged water, 99.5 parts of methyl methacrylate, and 0.5 part of methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride were added, and the temperature was raised to an internal temperature of 70 ° C.
次いで、これに、水溶性開始剤として2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(和光純薬社製 商品名:V−50)0.5部をイオン交換水5部に溶かした溶液を添加し、3時間加熱撹拌を行った。 Next, 0.5 part of 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (trade name: V-50 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a water-soluble initiator was dissolved in 5 parts of ion-exchanged water. The solution was added and stirred with heating for 3 hours.
その後、さらに75℃で3時間加熱撹拌を行って冷却した後、得られた混合液から凝集物を200メッシュ濾過(目開き約75μm)し、カチオン性ポリマー粒子の懸濁液(固形分(有効分)含有量14%、平均一次粒子径270nm)を得た。 Thereafter, the mixture is further cooled by heating and stirring at 75 ° C. for 3 hours, and then the aggregate is filtered through a 200 mesh filter (aperture approximately 75 μm) to obtain a suspension of cationic polymer particles (solid content (effective Min) content 14%, average primary particle size 270 nm).
そして、10Lフラスコに、水6000gと、メタノール2000gと、1M水酸化ナトリウム水溶液45gと、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド35gと、上記で作製したカチオン性ポリマー粒子の懸濁液33gとを入れて撹拌した。 Then, 6000 g of water, 2000 g of methanol, 45 g of 1M sodium hydroxide aqueous solution, 35 g of dodecyltrimethylammonium bromide, and 33 g of the suspension of cationic polymer particles prepared above were stirred in a 10 L flask.
次いで、その水溶液に、テトラメトキシシラン34gをゆっくりと加え、5時間撹拌した後、12時間熟成させた。 Next, 34 g of tetramethoxysilane was slowly added to the aqueous solution, stirred for 5 hours, and then aged for 12 hours.
次いで、得られた白色沈殿物を、孔径0.2μmのメンブランフィルターでろ過した後、10Lの水で洗浄し、100℃の温度条件で5時間乾燥した。 Next, the obtained white precipitate was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm, washed with 10 L of water, and dried at a temperature of 100 ° C. for 5 hours.
続いて、得られた乾燥粉末を、焼成炉(モトヤマ社製 商品名:スーパーバーン)を用いて、エアーフロー(3L/min)しながら1℃/分の速度で600℃まで昇温し、600℃の温度条件で2時間焼成することにより有機成分を除去した。 Subsequently, the obtained dry powder was heated to 600 ° C. at a rate of 1 ° C./min with an air flow (3 L / min) using a baking furnace (trade name: Superburn, manufactured by Motoyama Co., Ltd.). The organic component was removed by baking for 2 hours under the temperature condition of ° C.
そして、得られた焼成粉末を、ロータースピードミル(FRITSCH社製 商品名:pulverisettel4)を用いて、乾式解砕(20000rpmで孔径0.2mmスクリーンをパス)することにより、中空メソポーラスシリカ粉末を得た。 Then, the obtained calcined powder was subjected to dry crushing (passing a screen having a pore diameter of 0.2 mm at 20000 rpm) using a rotor speed mill (trade name: pulverisettel4 manufactured by FRITSCH) to obtain a hollow mesoporous silica powder. .
この中空メソポーラスシリカ粉末について、粉末X線回折(XRD)のパターンにおける、d=3.0nmの非常に強いXRDピーク、d=1.7nm及びd=1.5nmの弱いXRDピークにより、この中空メソポーラスシリカ粉末のメソ細孔がヘキサゴナル配列を持つことが分かった。 This hollow mesoporous silica powder is characterized by a very strong XRD peak at d = 3.0 nm, weak XRD peaks at d = 1.7 nm and d = 1.5 nm in the powder X-ray diffraction (XRD) pattern. It was found that the mesopores of the silica powder have a hexagonal arrangement.
また、SEM観察より、この中空メソポーラスシリカの粒子形状が球状であることが分かった。 Moreover, it was found from SEM observation that the hollow mesoporous silica had a spherical particle shape.
さらに、TEM観察より、この中空メソポーラスシリカが中空構造を持ち、平均一次粒子径が590nm、平均中空部径が270nm、平均外殻部厚みが160nmであり、外殻部がヘキサゴナル配列を示す均一なメソ細孔を有し、そのメソ細孔が中空部から粒子外へ放射状に貫通していることが分かった。 Further, from TEM observation, this hollow mesoporous silica has a hollow structure, an average primary particle diameter of 590 nm, an average hollow part diameter of 270 nm, an average outer shell part thickness of 160 nm, and a uniform outer shell part exhibiting a hexagonal arrangement. It has been found that mesopores are present, and the mesopores penetrate radially from the hollow portion to the outside of the particles.
また、この中空メソポーラスシリカは、BET比表面積が1120m2/g、平均細孔径が1.5nm、平均凝集粒子径が0.70μmであった。 The hollow mesoporous silica had a BET specific surface area of 1120 m 2 / g, an average pore diameter of 1.5 nm, and an average aggregate particle diameter of 0.70 μm.
<中実メソポーラスシリカ>
カチオン性ポリマー粒子を添加しなかった以外は上記の中空メソポーラスシリカの作製方法と同様にして、中空構造を有さない中実メソポーラスシリカ粉末を作製した。
<Solid mesoporous silica>
A solid mesoporous silica powder having no hollow structure was produced in the same manner as in the above-described method for producing hollow mesoporous silica except that the cationic polymer particles were not added.
この中実メソポーラスシリカ粉末について、粉末X線回折(XRD)のパターンにおける、d=3.0nmの非常に強いXRDピーク、d=1.7nm及びd=1.5nmの弱いXRDピークにより、この中実メソポーラスシリカ粉末のメソ細孔がヘキサゴナル配列を持つことが分かった。 This solid mesoporous silica powder is characterized by a very strong XRD peak at d = 3.0 nm, a weak XRD peak at d = 1.7 nm and d = 1.5 nm in the powder X-ray diffraction (XRD) pattern. It was found that the mesopores of real mesoporous silica powder have a hexagonal arrangement.
また、SEM観察より、この中実メソポーラスシリカの粒子形状が球状であることが分かった。 Moreover, it was found from SEM observation that the particle shape of the solid mesoporous silica was spherical.
さらに、TEM観察より、この中実メソポーラスシリカが中空構造を有さずに中実構造を持ち、平均一次粒子径が500nmであり、ヘキサゴナル配列を示す均一なメソ細孔を有し、そのメソ細孔が粒子中心から粒子外へ放射状に貫通していることが分かった。 Further, from TEM observation, this solid mesoporous silica has a solid structure without a hollow structure, an average primary particle diameter of 500 nm, uniform mesopores showing hexagonal arrangement, and its mesofine It was found that the holes penetrated radially from the particle center to the outside of the particle.
また、この中実メソポーラスシリカは、BET比表面積が1200m2/g、平均細孔径が1.5nm、平均凝集粒子径が0.65μmであった。 The solid mesoporous silica had a BET specific surface area of 1200 m 2 / g, an average pore diameter of 1.5 nm, and an average aggregate particle diameter of 0.65 μm.
<不定形メソポーラスシリカ>
1Lテフロン容器中に水386gを入れ、その水にドデシルトリメチルアンモニウムブロミド113gと水酸化ナトリウム5.8gとを溶解させた後、この溶液に室温条件で攪拌しながらコロイダルシリカ(日産化学社製 商品名:スノーテックス20)153gを7分かけて滴下した。
<Amorphous mesoporous silica>
386 g of water was placed in a 1 L Teflon container, 113 g of dodecyltrimethylammonium bromide and 5.8 g of sodium hydroxide were dissolved in the water, and then colloidal silica (trade name, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) was stirred into this solution at room temperature. : Snowtex 20) 153 g was added dropwise over 7 minutes.
次いで、さらに40℃の温度条件で3時間攪拌した後、オートクレーブを用いて140℃の温度条件で44時間熟成を行った。 Subsequently, after further stirring for 3 hours under a temperature condition of 40 ° C., aging was performed for 44 hours under a temperature condition of 140 ° C. using an autoclave.
次いで、得られた白色沈殿物を、ろ紙(No.2)でろ過した後、5Lの水で洗浄し、100℃の温度条件で7時間乾燥した。 Next, the obtained white precipitate was filtered with a filter paper (No. 2), washed with 5 L of water, and dried under a temperature condition of 100 ° C. for 7 hours.
続いて、得られた乾燥粉末を、焼成炉(モトヤマ社製 商品名:スーパーバーン)を用いて、エアーフロー(3L/min)しながら5℃/分の速度で600℃まで昇温し、600℃の温度条件で6時間焼成することにより有機成分を除去した。 Subsequently, the obtained dry powder was heated to 600 ° C. at a rate of 5 ° C./min with an air flow (3 L / min) using a baking furnace (trade name: Superburn, manufactured by Motoyama Co., Ltd.). The organic component was removed by baking at a temperature condition of 6 ° C. for 6 hours.
そして、得られた焼成粉末を、乳鉢にて軽く解砕することにより、不定形メソポーラスシリカを作製した。 Then, the obtained fired powder was lightly crushed in a mortar to produce amorphous mesoporous silica.
この不定形メソポーラスシリカ粉末について、粉末X線回折(XRD)のパターンにおける、d=3.4nmの非常に強いXRDピーク、d=2.0nm及びd=1.7nmの弱いXRDピークにより、この不定形メソポーラスシリカ粉末のメソ細孔がヘキサゴナル配列を持つことが分かった。 For this amorphous mesoporous silica powder, in the X-ray powder diffraction (XRD) pattern, this is due to the very strong XRD peak at d = 3.4 nm, the weak XRD peak at d = 2.0 nm and d = 1.7 nm. It was found that the mesopores of the regular mesoporous silica powder had a hexagonal arrangement.
また、SEM観察より、この不定形メソポーラスシリカが不定形粒子の凝集体であることが分かった。 In addition, SEM observation revealed that the amorphous mesoporous silica was an aggregate of amorphous particles.
さらに、この不定形メソポーラスシリカは、BET比表面積が1100m2/g、平均細孔径が2.0nm、平均凝集粒子径が56μmであった。 Further, this amorphous mesoporous silica had a BET specific surface area of 1100 m 2 / g, an average pore diameter of 2.0 nm, and an average aggregated particle diameter of 56 μm.
(コーティング剤の調整及び樹脂被膜の形成)
<実施例1>
室温条件で攪拌下、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レダウコーニング社製)252gとテトラエトキシシラン(東レダウコーニング社製)41gとに、メタノール(和光純薬社製)148gを混合した後、0.01mol/L塩酸(和光純薬社製)103gを30分かけて滴下し、さらに室温条件で24時間攪拌することによりアルコキシシランの酸加水分解を行った。
(Adjustment of coating agent and formation of resin film)
<Example 1>
Under stirring at room temperature, 148 g of methanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was mixed with 252 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning) and 41 g of tetraethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning). Thereafter, 103 g of 0.01 mol / L hydrochloric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise over 30 minutes, and the resulting mixture was further stirred for 24 hours at room temperature to effect acid hydrolysis of alkoxysilane.
次いで、この酸加水分解液に、メタノール(和光純薬社製)347gと2−エトキシエタノール(和光純薬社製)103gとシリコーン系界面活性剤(東レダウコーニング社製 商品名:Silwet L-7001)0.44gと硬化触媒アセチルアセトンアルミニウム(和光純薬社製)4.43gとを混合し、さらに室温条件で1時間攪拌を行って液状のシラン系マトリクス樹脂形成材を調製した。 Next, 347 g of methanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 103 g of 2-ethoxyethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and a silicone surfactant (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., trade name: Silwet L-7001) ) 0.44 g and 4.43 g of curing catalyst acetylacetone aluminum (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed, and further stirred at room temperature for 1 hour to prepare a liquid silane matrix resin forming material.
一方、超音波を10分照射して上記中空メソポーラスシリカ0.5gをメタノール9.5gに分散させたメタノール分散液を得た。 On the other hand, ultrasonic dispersion was applied for 10 minutes to obtain a methanol dispersion in which 0.5 g of the hollow mesoporous silica was dispersed in 9.5 g of methanol.
そして、室温条件で攪拌下、上記シラン系マトリクス樹脂形成材1.06gにこのメタノール分散液0.20gを添加し、5時間攪拌することにより中空メソポーラスシリカを含有するシラン系コーティング剤を調製した。 Under stirring at room temperature, 0.20 g of this methanol dispersion was added to 1.06 g of the silane matrix resin forming material and stirred for 5 hours to prepare a silane coating agent containing hollow mesoporous silica.
このシラン系コーティング剤を、エタノール洗浄したアクリル樹脂基板(アズワン社製 50×25×3mm)上にスピンコーター(エイブル社製)を用いてスピンコート(1000rpm、30秒)した後、75℃の温度条件で20分、さらに110℃の温度条件で1時間加熱して硬化させることにより、中空メソポーラスシリカを30質量%含有するシラン系樹脂被膜を作製した。 This silane-based coating agent was spin-coated (1000 rpm, 30 seconds) on an acrylic resin substrate (50 × 25 × 3 mm, manufactured by ASONE) using an ethanol-cleaned substrate, and then a temperature of 75 ° C. A silane resin film containing 30% by mass of hollow mesoporous silica was prepared by heating for 20 minutes under the conditions and further curing for 1 hour at a temperature of 110 ° C.
<比較例1>
中空メソポーラスシリカの代わりに上記中実メソポーラスシリカを用いた以外は実施例1と同様にしてシラン系樹脂被膜を作製した。
<Comparative Example 1>
A silane-based resin coating was prepared in the same manner as in Example 1 except that the solid mesoporous silica was used instead of the hollow mesoporous silica.
<比較例2>
中空メソポーラスシリカの代わりに上記不定形メソポーラスシリカを用いた以外は実施例1と同様にしてシラン系樹脂被膜を作製した。
<Comparative example 2>
A silane-based resin coating was prepared in the same manner as in Example 1 except that the above amorphous mesoporous silica was used instead of the hollow mesoporous silica.
<比較例3>
中空メソポーラスシリカの代わりに市販のコロイダルシリカ(日産化学社製 メタノールシリカゾル)を用いた以外は実施例1と同様にしてシラン系樹脂被膜を作製した。
<Comparative Example 3>
A silane-based resin coating was prepared in the same manner as in Example 1 except that a commercially available colloidal silica (methanol silica sol manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was used instead of the hollow mesoporous silica.
<比較例4>
中空メソポーラスシリカを配合しなかった以外は実施例1と同様にして、シラン系樹脂被膜を作製した。
<Comparative example 4>
A silane-based resin coating was prepared in the same manner as in Example 1 except that no hollow mesoporous silica was added.
<実施例2>
4−ビニルシクロヘキセンジオキシド(ポリサイエンス社製 商品名:ERL4206)10g、エポキシ樹脂(ポリサイエンス社製 商品名:DER736)4.0g、ノネニル無水コハク酸(ポリサイエンス社製 商品名:NSA)26gの混合溶液に2−ジメチルアミノエタノール(ポリサイエンス社製 商品名:DMAE)0.40gを添加、室温で5分攪拌して液状のエポキシ系マトリクス樹脂形成材を調製した。
<Example 2>
10 g of 4-vinylcyclohexene dioxide (trade name: ERL4206, manufactured by Polyscience), 4.0 g of epoxy resin (trade name: DER736, manufactured by Polyscience), 26 g of nonenyl succinic anhydride (trade name: NSA, manufactured by Polyscience) To the mixed solution, 0.40 g of 2-dimethylaminoethanol (trade name: DMAE, manufactured by Polyscience) was added and stirred at room temperature for 5 minutes to prepare a liquid epoxy matrix resin forming material.
エポキシ系マトリクス樹脂形成材1.2gと上記中空メソポーラスシリカ粉末0.30gを室温下、1時間攪拌することにより、中空メソポーラスシリカを20質量%含有するエポキシ樹脂コーティング剤を調製した。 An epoxy resin coating agent containing 20% by mass of hollow mesoporous silica was prepared by stirring 1.2 g of the epoxy matrix resin forming material and 0.30 g of the hollow mesoporous silica powder at room temperature for 1 hour.
上記中空メソポーラスシリカを含有するエポキシ樹脂コーティング剤を、アセトン洗浄したスライドガラス(マツナミ社製 商品名:S1111、76×52×1.3mm)上にスピンコーター(エイブル社製)を用いてスピンコート(1000rpm、30秒)した後、70℃の温度条件で1日、さらに100℃の温度条件で5日間加熱して硬化させることにより、中空メソポーラスシリカを含有するエポキシ樹脂被膜を作製した。 The epoxy resin coating agent containing the hollow mesoporous silica is spin-coated with a spin coater (manufactured by Able) on a glass slide (trade name: S1111, 76 × 52 × 1.3 mm, manufactured by Matsunami) washed with acetone. Then, the epoxy resin coating containing hollow mesoporous silica was prepared by heating and curing for 1 day at a temperature condition of 70 ° C. and further for 5 days at a temperature condition of 100 ° C.
<比較例5>
中空メソポーラスシリカの代わりに上記中実メソポーラスシリカを用いた以外は実施例2と同様にしてエポキシ樹脂被膜を作製した。
<Comparative Example 5>
An epoxy resin coating was prepared in the same manner as in Example 2 except that the solid mesoporous silica was used instead of the hollow mesoporous silica.
<比較例6>
中空メソポーラスシリカの代わりに上記不定形メソポーラスシリカを用いた以外は実施例2と同様にしてエポキシ樹脂被膜を作製した。
<Comparative Example 6>
An epoxy resin coating was prepared in the same manner as in Example 2 except that the above amorphous mesoporous silica was used instead of the hollow mesoporous silica.
<比較例7>
中空メソポーラスシリカの代わりに市販の球状シリカ粉末(触媒化成社製 商品名:COSMO55)を用いた以外は実施例2と同様にしてエポキシ樹脂被膜を作製した。
<Comparative Example 7>
An epoxy resin film was prepared in the same manner as in Example 2 except that a commercially available spherical silica powder (trade name: COSMO55, manufactured by Catalyst Kasei Co., Ltd.) was used instead of the hollow mesoporous silica.
<比較例8>
中空メソポーラスシリカを配合しなかった以外は実施例2と同様にしてエポキシ樹脂被膜を作製した。
<Comparative Example 8>
An epoxy resin film was prepared in the same manner as in Example 2 except that hollow mesoporous silica was not blended.
(試験評価方法及びその結果)
<試験方法>
−成膜性−
上記実施例1及び2並びに比較例1〜8のそれぞれについて、樹脂被膜の均一性を目視で判断した。そして、外観上、均一である場合を○、不均一である場合を×とした。
(Test evaluation method and results)
<Test method>
-Film formability-
About each of the said Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1-8, the uniformity of the resin film was judged visually. And, in the appearance, the case of being uniform was marked with ◯, and the case of being non-uniform was marked with ×.
−鉛筆硬度−
上記実施例1及び2並びに比較例1〜8のそれぞれについて、JIS K−5400に従い、傷がつかないときの最高の鉛筆硬度を調べた。
-Pencil hardness-
About each of the said Example 1 and 2 and Comparative Examples 1-8, according to JISK-5400, the highest pencil hardness when not scratching was investigated.
−ヘイズ値−
上記実施例1及び比較例1〜4のそれぞれについて、JIS−K7105に規定される積分球式光線透過率測定装置(村上色材研究所社製 商品名:反射透過計HR−100)を用いてヘイズ値を測定した。
-Haze value-
About each of the said Example 1 and Comparative Examples 1-4, using the integrating sphere type | formula light transmittance measuring apparatus (Murakami Color Materials Laboratory make brand name: reflection transmission meter HR-100) prescribed | regulated to JIS-K7105. The haze value was measured.
<試験評価結果>
試験評価結果を表1に示す。
<Test evaluation results>
The test evaluation results are shown in Table 1.
表1によれば、中空メソポーラスシリカを含有する実施例1及び2、中実メソポーラスシリカを含有する比較例1及び5、並びにシリカゾルを含有する比較例3及び7の樹脂被膜は、成膜性が優れるのに対し、不定形メソポーラスシリカを含有する比較例2及び6並びにシリカを含有しない比較例4及び8の樹脂被膜は、成膜性が劣ることが分かる。 According to Table 1, the resin films of Examples 1 and 2 containing hollow mesoporous silica, Comparative Examples 1 and 5 containing solid mesoporous silica, and Comparative Examples 3 and 7 containing silica sol have film-forming properties. On the other hand, it can be seen that the resin films of Comparative Examples 2 and 6 containing amorphous mesoporous silica and Comparative Examples 4 and 8 containing no silica have poor film formability.
中空メソポーラスシリカを含有する実施例1の樹脂被膜は、鉛筆硬度が6Hであるのに対し、中空メソポーラスシリカを含有しない比較例1〜4は、鉛筆硬度が5H、4H、4H、及び4Hである。また、中空メソポーラスシリカを含有する実施例2の樹脂被膜は、鉛筆硬度が4Hであるのに対し、中空メソポーラスシリカを含有しない比較例5〜8は、鉛筆硬度が3H、2H、2H、及びHBである。従って、中空メソポーラスシリカを含有する実施例の樹脂被膜は、中空メソポーラスシリカを含有しない比較例の樹脂被膜よりも高硬度であることが分かる。 The resin film of Example 1 containing hollow mesoporous silica has a pencil hardness of 6H, while Comparative Examples 1 to 4 not containing hollow mesoporous silica have a pencil hardness of 5H, 4H, 4H, and 4H. . Moreover, the resin film of Example 2 containing hollow mesoporous silica has a pencil hardness of 4H, while Comparative Examples 5 to 8 not containing hollow mesoporous silica have a pencil hardness of 3H, 2H, 2H, and HB. It is. Therefore, it can be seen that the resin film of the example containing hollow mesoporous silica has higher hardness than the resin film of the comparative example not containing hollow mesoporous silica.
中空メソポーラスシリカを含有する実施例1の樹脂被膜及び中空メソポーラスシリカを含有しない比較例1、3及び4の樹脂被膜は、ヘイズ値が5%、4%、3%、及び3%であって、透明性が優れるのに対し、比較例2の樹脂被膜は、ヘイズ値が42%であって、透明性が劣ることが分かる。 The resin film of Example 1 containing hollow mesoporous silica and the resin films of Comparative Examples 1, 3, and 4 not containing hollow mesoporous silica had haze values of 5%, 4%, 3%, and 3%, While the transparency is excellent, the resin film of Comparative Example 2 has a haze value of 42%, indicating that the transparency is inferior.
本発明は、樹脂組成物及びそれを用いた被覆構造、並びにコーティング剤について有用である。 The present invention is useful for a resin composition, a coating structure using the same, and a coating agent.
Claims (12)
上記メソポーラスシリカ粒子の中空部には上記マトリクス樹脂が存在している樹脂組成物。 Epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, urea melamine resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin, or silane resin thermosetting resin matrix resin, and average pore diameter with hollow structure dispersed in the matrix resin A mesoporous silica particle having a particle size of 1 to 10 nm, and a resin composition having a content of the mesoporous silica particle of 10 to 50% by mass ,
A resin composition in which the matrix resin is present in the hollow part of the mesoporous silica particles.
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、又はシラン系樹脂の熱硬化性樹脂のマトリクス樹脂形成材に、中空構造を持つ平均細孔径が1〜10nmであるメソポーラスシリカ粒子を、固化後の樹脂被膜を形成する樹脂組成物における含有量が10〜50質量%となるように分散させると共に、該メソポーラスシリカ粒子の中空部に該マトリクス樹脂形成材が存在しているコーティング剤。 A coating agent used for forming a resin film having a coating structure according to any one of claims 9 to 11,
Epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, urea / melamine resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin, or silane-based thermosetting resin matrix resin forming material having an average pore diameter of 1 to 10 nm with a hollow structure the mesoporous silica particles is, Rutotomoni dispersed so that the amount contained in the resin composition for forming the resin film after solidification is 10 to 50 mass%, the matrix resin forming material in the hollow portion of the mesoporous silica particles coating agent present.
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